[发明专利]一种液位监测设备、系统和方法

说明书

技术领域

本申请涉及物联网技术领域，尤其涉及一种液位监测系统和检测方法。

背景技术

目前以物联网、智慧城市为代表的新兴产业将新技术、新产品应用于城市建设和管理。其中，城市排水防涝系统是一个复杂关联的网络系统，进行城市排水管网水位监测，为隐蔽性很强的地下排水管网系统装上“电子眼”，为城市排水管理者提供观察、浏览排水管网动态运行状况的全新视角，已经成为提升排水管网现代化管理水平的紧迫需求。液位监测系统则是智慧城市建设中的重要环节。

现有液位监测设备而且存在功耗高，液位测量范围小、例如，使用雷达传感器可以检测位于其下方的液面位置，但是功耗高、盲区大；再例如使用静压传感器可以检测位于其上方的液面高度，由于静压传感器测量方式为接触式测量，而且探头底部开孔尺寸较小，在水质中泥沙等沉积物较多的应用场合，传感器安装位置越靠下，越容易发生堵塞，当静压传感器探头底部开孔发生堵塞以后，就无法准确感知外部水压变化，进而无法准确测量液位高度；因此，当把静压传感器安装到井底，实现全量程测量时，静压传感器发生堵塞的概率就大幅度增加(与传感器安装在上部相比)，需要定期清洗才能准确测量，运维成本较高。现有少数具有无线数据传输功能的液位监测设备采用GPRS通信方式，在井盖下方(尤其是铸铁井盖)信号较差，通信可靠性低。另外，还存在安装复杂、运维成本高、设备响应实时性差等问题。因此，现有技术存在井下液位测量可靠性差、数据传输困难、设备待机时间短，运维成本高等可用性差的技术问题，严重制约产品的推广和使用。

发明内容

本申请提出一种液位监测设备、系统和方法，解决液位监测可用性差的技术问题。

本申请实施例提供一种液位监测设备，包括雷达传感器、静压传感器、主机；所述静压传感器，用于检测位于所述静压传感器上方的液面高度；所述雷达传感器，用于检测位于所述雷达传感器下方的液面高度；所述静压传感器安装位置的高度，位于所述雷达传感器盲区以下；所述主机，用于分别开启和关断所述雷达传感器和静压传感器、采集传感数据、识别液面高度、按照无线通信协议上报数据。

作为本发明液位监测设备进一步优化的实施例，所述主机进一步包含控制单元、电源管理单元、数据采集单元；所述电源管理单元包含供电接口；所述供电接口包含第一供电接口和第二供电接口；所述电源管理单元通过第一供电接口与所述静压传感器相连，用于启动或关断所述静压传感器；所述电源管理单元通过第二供电接口与所述雷达传感器相连，用于启动或关断所述雷达传感器；所述数据采集单元通过第一数据接口与所述静压传感器相连，用于采集所述静压传感数据；所述数据采集单元通过第二数据接口与所述雷达传感器相连，用于采集所述雷达传感数据；所述控制单元通过传感数据接口与所述数据采集单元相连，用于识别液面高度、控制所述数据采集单元的采集频率；所述控制单元通过电源控制接口与所述电源管理单元相连，用于选择供电接口。

优选地，所述主机进一步包含无线传输单元，用于按照无线通信协议上报数据；所述数据包含液面高度和/或电池电量数据。

进一步优选地，所述无线通信协议为时分复用方式，每个设备使用固定的时隙。

本申请实施例还提供一种液位监测系统，包含多个所述液位监测设备、至少一个无线中继器、至少一个服务器，所述多个设备中的主机构成无线网络的节点；所述无线中继器作为无线网关，用于转发所述主机发出的数据；所述无线中继器与所述服务器之间通过移动通信系统实时进行数据通信。

优选地，所述液位监测系统中，所述主机与所述无线中继器之间通过无线自组网实时进行数据通信。

本申请实施例还提供一种液位监测方法，用于本发明任一实施例所述液位监测设备，包含以下步骤：

启动静压传感器，接收静压传感数据；

根据静压传感数据和所述静压传感器安装位置的高度，计算液面高度；

当所述液面高度低于切换高度时，关断所述静压传感器，启动雷达传感器，接收雷达传感数据；

根据雷达传感数据和所述雷达传感器安装位置的高度，计算液面高度；

当所述液面高度高于所述切换高度时，关断所述雷达传感器；

以上步骤循环进行；

所述切换高度大于所述静压传感器安装位置的高度、小于所述雷达传感器安装位置的高度。

本申请实施例还提供一种液位监测方法，用于本发明任一实施例所述液位监测设备，包含以下步骤：

启动静压传感器，接收静压传感数据；根据静压传感数据和所述静压传感器安装位置的高度，计算液面高度；